CN104931535A - 一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，包含甲醛浓度传感器、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块，所述甲醛浓度传感器通过模数转换模块连接微控制器模块，所述显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块连接在微控制器模块的相应端口上；所述微控制器模块包含对比单元和控制单元，所述供电模块包括充电装置、电池、稳压器、比较器，所述充电装置连接电池，所述电池通过稳压器连接微控制器模块，所述电池上还设有一比较器。

Description

一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统

技术领域

本发明涉及一种甲醛浓度检测系统，尤其涉及 一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，属于浓度检测控制领域。

背景技术

甲醛是一种有毒气体，它广泛存在于家居装饰材料中，危害着人们的身体健康，因此对于甲醛的监测显得尤为重要。随着技术的发展，甲醛的监测主要朝着实时响应、操作简化、低功耗、低成本方向发展。目前，国内也有一些人做了关于甲醛监测的仪器，他们都采用国外电化学传感器，但成本较高。

甲醛（HCHO）在常温下是一种无色，有刺激性气味的气体，易溶于水、醇和醚。甲醛对人的眼睛、呼吸系统、神经系统等均有强烈危害，长时间接触会导致组织畸变并引起癌变，因此它是一种潜在的危险致癌物和重要的环境污染物，对人体严重有害。

目前甲醛的国标检测方法主要有化学法和仪器法两大类。化学方法主要有酚试剂法、乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸副玫瑰苯胺法等。仪器法主要包括气相色谱法、离子色谱法、示波极谱测定法等。这些方法拥有各自的优点，总体上都满足确定度高，测量范围广的要求。但是这些方法均是属于离线检测，也就是将气体样品采集回实验室后进行分析；所以按照上述方法进行检测周期长、成本高、步骤繁琐，不能在待检测的现场直接进行，无法实时地反映室内空气甲醛的污染程度及满足现场大批测点的监测需要。

现有的空气甲醛自测盒价格便宜，操作简单，但是误差大，由于肉眼判断颜色的差异较大，因此不能完全真实的反应出实际的甲醛含量；便携检测仪检测精度高，但价格昂贵，不适合大众消费市场。

例如申请号为“201310055716.7”的一种便携式甲醛浓度检测装置，包括吸气风扇，用于吸收待检测的空气；透明容器，用于盛放酚试剂溶液，空气中的甲醛和酚试剂溶液反应生成嗪；光传感器，所述光传感器为两枚；LED，为所述光传感器检测溶液颜色提供光照；微处理器，处理所述光传感器传递的电压信号；显示器，用于显示甲醛浓度的数值。另外还提供了一种使用上述装置的甲醛浓度检测方法。该发明的有益效果在于：能够精确快速的推算出一定体积空气中的甲醛浓度，且比较便携。

又如申请号为“201410443047.5”的一种适用于空气净化器的在线甲醛浓度检测装置，包括：用于检测空气中甲醛浓度的传感器；用于电流电压转换的转换组件，所述转换组件与所述传感器连接；通过双闭环放大电路与所述转换组件连接的ADC采样组件，所述ADC采样组件后续设置有A/D模数转换器；MCU处理系统，所述MCU处理系统与所述A/D模数转换器信号连接，所述MCU处理系统包括有处理器，所述处理器通过RS485通信协议与显示器连接。该发明的有益效果为：在线甲醛浓度检测装置，可装于空气净化器机体内所需要的任意位置，在线实时检测空气净化器处理洁净空气中甲醛的浓度含量，检测精度高，稳定性强，并将检测到的数据传输到显示设备实时显示，可直观的查看甲醛实时含量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

    一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，包含甲醛浓度传感器、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块，所述甲醛浓度传感器通过模数转换模块连接微控制器模块，所述显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块连接在微控制器模块的相应端口上；所述微控制器模块包含对比单元和控制单元，所述供电模块包括充电装置、电池、稳压器、比较器，所述充电装置连接电池，所述电池通过稳压器连接微控制器模块，所述电池上还设有一比较器；

其中，甲醛浓度传感器，用于实时采集室内甲醛浓度参数；

模数转换模块，用于将甲醛浓度传感器采集的甲醛浓度参数模拟信号转换成电信号；

对比单元，用于将甲醛浓度传感器采集的室内甲醛浓度参数与设定浓度阈值进行对比，若不属于正常阈值范围，则发送信号至控制单元；

控制单元，用于根据接收的信号控制报警模块发出警报；

显示模块，用于实时显示微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度；

数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度传输至监控中心进行远程监控；

比较器，用于实时将电池输出电压和设定值进行对比，进而控制充电装置的开闭。

    作为本发明一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统的进一步优选方案，所述甲醛浓度传感器采用八阵列金属氧化物半导体。

    作为本发明一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统的进一步优选方案，所述报警模块采用声光报警单元。

    作为本发明一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。

    作为本发明一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统的进一步优选方案，所述显示模块采用LCD显示屏。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明体积小、质量轻、功耗低、成本低；

2、本发明采用八阵列金属氧化物半导体实时采集室内甲醛浓度，同时实时检测半导体自自身温度变化，有效的避免温度对检测精度带来的影响；

3、本发明能够实时分析电池电压状态，达到智能化的对电池进行充电，有效地延长了节点的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

    如图1所示，本发明设计一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，包含甲醛浓度传感器、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块，所述甲醛浓度传感器通过模数转换模块连接微控制器模块，所述显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块连接在微控制器模块的相应端口上；所述微控制器模块包含对比单元和控制单元，所述供电模块包括充电装置、电池、稳压器、比较器，所述充电装置连接电池，所述电池通过稳压器连接微控制器模块，所述电池上还设有一比较器；

其中，甲醛浓度传感器，用于实时采集室内甲醛浓度参数；

模数转换模块，用于将甲醛浓度传感器采集的甲醛浓度参数模拟信号转换成电信号；

对比单元，用于将甲醛浓度传感器采集的室内甲醛浓度参数与设定浓度阈值进行对比，若不属于正常阈值范围，则发送信号至控制单元；

控制单元，用于根据接收的信号控制报警模块发出警报；

显示模块，用于实时显示微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度；

数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度传输至监控中心进行远程监控；

比较器，用于实时将电池输出电压和设定值进行对比，进而控制充电装置的开闭。

  其中，所述甲醛浓度传感器采用八阵列金属氧化物半导体，所述报警模块采用声光报警单元，所述微控制器模块采用AVR系列单片机，所述显示模块采用LCD显示屏。

本发明采用八阵列金属氧化物半导体实时采集室内甲醛浓度，同时实时检测半导体自自身温度变化，有效的避免温度对检测精度带来的影响。

传感器器件是甲醛监测器的核心，它直接决定甲醛监测器的性能。本系统采用金属氧化物半导体作为传感器件的材料。金属氧化物半导体传感器具有对有机气体灵敏度高、响应时间快(≤10s)、易大批量生产、价格便宜等特点。我们的传感器件设计成八阵列的形式，它具有八个材料点，每个材料点可以获取一种气体信息，八个材料点就可以获取八种信号，八种信号再构成一个特征图谱，把这个特征图谱与数据库中的图谱对比就能对未知气体进行识别。

AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR单片机保密性能好。

    本发明采用八阵列金属氧化物半导体实时采集室内甲醛浓度，同时实时检测半导体自自身温度变化，有效的避免温度对检测精度带来的影响。同时可以采用加热装置对传感器进行加热，有效地保证传感器工作在最佳状态。本发明能够实时分析电池电压状态，达到智能化的对电池进行充电，有效地延长了节点的使用寿命。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

    以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，其特征在于：包含甲醛浓度传感器、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块，所述甲醛浓度传感器通过模数转换模块连接微控制器模块，所述显示模块、报警模块、数据传输模块和供电模块连接在微控制器模块的相应端口上；所述微控制器模块包含对比单元和控制单元，所述供电模块包括充电装置、电池、稳压器、比较器，所述充电装置连接电池，所述电池通过稳压器连接微控制器模块，所述电池上还设有一比较器；

其中，甲醛浓度传感器，用于实时采集室内甲醛浓度参数；

模数转换模块，用于将甲醛浓度传感器采集的甲醛浓度参数模拟信号转换成电信号；

对比单元，用于将甲醛浓度传感器采集的室内甲醛浓度参数与设定浓度阈值进行对比，若不属于正常阈值范围，则发送信号至控制单元；

控制单元，用于根据接收的信号控制报警模块发出警报；

显示模块，用于实时显示微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度；

数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的室内甲醛浓度传输至监控中心进行远程监控；

比较器，用于实时将电池输出电压和设定值进行对比，进而控制充电装置的开闭。

2.根据权利要求1所述的一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，其特征在于：所述甲醛浓度传感器采用八阵列金属氧化物半导体。

3.根据权利要求1所述的一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，其特征在于：所述报警模块采用声光报警单元。

4.根据权利要求1所述的一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，其特征在于：所述微控制器模块采用AVR系列单片机。

5.根据权利要求1所述的一种具有供电优化的甲醛浓度监控系统，其特征在于：所述显示模块采用LCD显示屏。